劲度系数为k=100N/m的一根轻质弹簧,原长为10cm,一端栓一质量为0.6kg的小球,以弹簧的另一端为圆心,使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,其角速度为10rad/s,那么小球运动时受到的向心力大小为(  )A. 15NB. 10NC. 6ND. 以上答案都不对

问题描述:

劲度系数为k=100N/m的一根轻质弹簧,原长为10cm,一端栓一质量为0.6kg的小球,以弹簧的另一端为圆心,使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动,其角速度为10rad/s,那么小球运动时受到的向心力大小为(  )
A. 15N
B. 10N
C. 6N
D. 以上答案都不对

小球做匀速圆周运动时,受到重力、支持力和弹簧的拉力,弹簧的弹力提供向心力,设弹簧的伸长量为x,根据牛顿第二定律和胡克定律,有:  kx=mω2(l0+x)解得:x=mω2l0k−mω2=0.6×102×0.1100−0.6×102m=0.1...
答案解析:小球做匀速圆周运动时需要的向心力由弹簧的弹力提供,根据胡克定律和向心力公式列式计算即可求出小球运动时受到的向心力大小.
考试点:向心力;牛顿第二定律.
知识点:此题将弹力与圆周运动结合在了一起,处理时的关键点时弹簧伸长后的长度是小球做圆周运动的半径.